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异常振动的调节阀的原因分析

日期:2017-7-8 16:16:20 人气: 标签:调节阀异常振动 调节阀 专题:

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异常振动的调节阀的原因分析

 

1 概述

调节阀振动是阀门运行中较难处理的故障之一。振动不仅加速调节阀的损坏,也对产品质量和安全生产造成影响。常阳结合智能定位器的研究,给出现场处理振动问题的注意事项和方法。

2 执行机构漏气

由于漏气使实际阀位偏离给定阀位,造成伺服放大器反复充气,使阀门不能稳定在给定阀位,造成阀门振动。

2.1 漏气部位

(1)气动薄膜执行机构

气动薄膜执行机构的膜片破损,推杆与弹簧托盘松动,O形圈破损,反作用执行机构推杆与下膜盖之间的密封漏气,通常为V形密封圈磨损,顶装手轮机构上膜盖密封漏气。

(2)直行程气缸执行机构

直行程气缸执行机构(包含用于拨叉式角行程执行机构)的活塞密封圈漏气(窜缸漏气),活塞缸盖密封漏气,限位螺钉密封组件漏气,输出轴与缸盖间密封漏气。

(3)双齿条结构角行程执行机构

双齿条结构角行程执行机构的活塞背面密封圈漏气,气缸盖与缸体密封圈漏气,输出轴与缸体连接的上下支撑密封圈漏气,气缸盖上的限位螺钉漏气。

(4)外部附件

外部附件如各定位器输出管线接头漏气,气控增速器或继动器、快排阀、单向调速器和保位阀漏气。

2.2 漏气处理

针对不同的漏气现象,采取的处理方法不同。

(1)如果阀门没有严格的开关时间限制,应尽可能减少气动附件和过程接头,如取消快排阀、气控增速器、单向调速器、变径和弯通等附属元件。

(2)定时清扫并加注润滑油,保持推杆、阀杆洁净无锈蚀,镀铬层不起皮,润滑充分,确保密封件不磨损、不漏气。

(3)巡检时,对气动薄膜执行机构的排气口(正作用排气口在下膜盖,反作用在上膜盖)和单作用活塞缸的排气口等部位进行检漏,发现漏气及时进行修复处理。

3 调节阀卡塞

调节阀卡塞包括阀杆与填料、阀芯与阀座以及执行机构的卡塞。

3.1 卡塞原因

(1)阀杆密封填料压装过紧,引起阀杆运行阻力增大。由于数控加工精度的提高,阀杆表面的光洁度很高,填料过紧增大了阀杆与填料间的阻力,在预紧弹簧回位时引起超调,进而引起阀门长周期振动(振动周期一般大于30s)。

(2)对弹簧预紧的填料函采用不合理的方法调整填料压盖,造成阀杆运行阻力增大、预紧弹簧或填料损坏。

(3)低温阀门未采用与其相应的填料,造成摩擦阻力增大。

(4)阀杆变形或填料压盖错位,引起阀杆摩擦填料压盖,造成运行阻力增大,同时引起填料加速磨损造成介质泄漏。阀杆变形通常有2种原因。

①正作用执行机构由于气源压力设定值超过阀门标称值,推力过大造成阀杆变形。

②操作阀门手动机构时用力过大引起阀杆变形。

(5)填料函进入异物卡塞,造成阀杆运行阻力增大。异物有阀杆不洁净运行过程中带入的粉尘、铁锈或雨雪等。另外,由于冷箱或管线漏冷严重,使阀杆处结冰,冰又通过阀杆移动带入填料函。

(6)阀芯内部卡塞,主要原因有导向套部分卡塞(部分厂家叫无油轴承),介质在阀内结晶或结垢,阀腔内有异物等。由于吹扫不干净,设备腐蚀,管道或容器内部件脱落等原因造成阀腔内有异物存在。

(7)执行机构卡塞,主要原因有弹簧断裂或叠压,双齿条执行机构齿牙磨损,执行机构限位螺钉或限位盘等部件脱落。

3.2 卡塞处理

(1)保持阀杆清洁润滑,及时更换防尘密封圈和护罩。

(2)与设备专业结合消除冷量外移造成阀杆结冰。

(3)依据阀门使用手册对填料进行维护,防止填料性能失效。

(4)依据气缸和阀门出厂手册调整气源压力,不能因阀门不到位而随意增大气源压力,或过度操作手动机构。

4 工艺状况较差

(1)阀门设计参数与实际工况差异较大,实际压差值远高于设计压差,造成执行机构推力过小,阀芯支撑刚度严重不足,调节过程阀位开度受工况影响,阀芯随介质工况振动,此现象在阀芯为流开型的阀门上表现尤为突出。出现此状况时,采取的临时措施是利用调节阀前后的工艺截止阀进行节流,降低调节阀前后的压差。并依据工况进行优化改造,如采用多级降压阀内件合理设计平衡孔尺寸、增大执行机构推力或预紧力。

(2)管道振动较大,反馈机构松动或卡簧脱落,造成阀位反馈波动。出现此状况时,加固管道,仔细检查反馈机构,消除间隙和回程误差。

(3)工艺介质压力或流量脉动过大,如往复式压缩机和计量泵等间歇给料系统的调节阀,由于工况周期振荡造成阀门振动。出现此状况时,增加压缩机或泵出口缓冲器,降低物料脉动。

5 定位器参数设置不合理

为了保证定位器能够满足不同类型、不同尺寸的调节阀平稳、迅速、准确的达到给定阀位,其在硬件和软件都设置有相应的调节方法(下图表),防止余差超标或超调振荡。同时为了有效监控功率放大器的实际输出,部分定位器对功率放大器的阀芯位置也进行监控,并作为内环回路参与运算。

 

(1)西门子SIPARTPS2系列定位器

西门子SIPARTPS2系列定位器在硬件上设置有限流器,在软件上设置34.DEBA控制器的死区(默认为0.15%)。顺时针旋转限流器减小空气流量,降低执行器响应速度。逆时针旋转限流器增大空气流量,加快执行器响应速度。振动时应减小空气流量。适当放大死区也可以有效降低振动。

(2)FisherDVC6000和DVC2000定位器

FisherDVC6000和DVC2000定位器(采用两阶段阀杆定位算法)在硬件不设置调整部件,放大器的动态响应依靠软件进行设定。对于振动的阀门可以依据情况削弱响应,增强阻尼。在调节精度要求不高的工况,可以增大积分死区、降低积分增益,甚至关闭积分使能,以降低阀门振动的可能。

(3)ABB定位器

ABB定位器(TZID-C)在硬件上没有阻尼调节装置,但有一个进入喷嘴挡板的过滤器,要进行检查,防止进入喷嘴气路不畅引起阀门喘振。

(4)山武azibilAVP3000定位器

山武azibilAVP3000定位器主要参数为动态特性数据设定。动态特性数据设定由选定的执行机构型号确定,只有在执行机构选择为“0”即专家模式时,才能对其动态特性参数P、I、D进行设定。

(5)福斯logix3200定位器

福斯logix3200定位器(采用两阶段阀杆定位算法)I/P转换采用压电式喷嘴挡板结构,伺服放大采用滑阀组件。操作面板设置有A~H八档增益选择开关,A档增益最小,H档增益最大,校准时可以快速对定位器增益进行选择。

(6)YTC2300定位器

韩国YTC2300定位器硬件上设置有流量调节旋钮,执行器较小时适当减小空气流量防止发生振动。

6 结语

解决调节阀振动问题可以提高智能制造的水平,扩大调节阀应用领域。在减轻劳动强度,改善工作环境的同时,也使生产过程更为安全和稳定。

  
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